EP3023586A1

EP3023586A1 - Hohlschaufelkörper, Einsteckrippe und Hohlschaufel

Info

Publication number: EP3023586A1
Application number: EP14194337.3A
Authority: EP
Inventors: Fathi Ahmad; Björn Buchholz; Ralph Gossilin; Daniela Koch; Thorsten Mattheis; Radan RADULOVIC; Marco Schüler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2016-05-25
Also published as: WO2016078851A1; CN107002496A; EP3194727A1; US20170314400A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Hohlschaufelkörper für eine Hohlschaufel (1), mit einer Schaufelwand (6) mit einer Druckseite (4), die an ihrer Innenseite (9) mindestens ein erstes Schaufelverbindungselement aufweist, und einer Saugseite (5), die an ihrer Innenseite (9) mindestens ein dem ersten Schaufelverbindungselement gegenüberliegendes zweites Schaufelverbindungselement aufweist, wobei das erste Schaufelverbindungselement mit mindestens einem ersten Rippenverbindungselement, das an einem ersten Längsende einer Einsteckrippe (12 bis 18) angeordnet ist, und das zweite Schaufelverbindungselement mit mindestens einem zweiten Rippenverbindungselement, das an einem dem ersten Längsende abgewandten zweiten Längsende der Einsteckrippe (12 bis 18) angeordnet ist, derart in Eingriff bringbar ist, dass die Einsteckrippe (12 bis 18) an dem Hohlschaufelkörper festgelegt ist und eine Versteifung der Hohlschaufel (1) bewirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hohlschaufel für eine Strömungsmaschine.
Eine Strömungsmaschine weist einen Strömungskanal auf, der radial innen von einer Welle und radial außen von einem Gehäuse begrenzt ist. Die Strömungsmaschine weist Laufschaufeln, die an der Welle befestigt sind und im Betrieb der Strömungsmaschine mit der Welle rotieren, und Leitschaufeln auf, die an dem Gehäuse befestigt sind und fest stehen. Insbesondere in der Turbinensektion einer Gasturbine sind die Schaufeln einer hohen Temperatur ausgesetzt, die zu einer Verkürzung der Lebensdauer der Schaufeln führen kann. Beispielsweise kann die hohe Temperatur zu einer Verformung der Schaufeln führen.
Um die Temperatur der Schaufeln gering zu halten wird herkömmlich Wärme aus den Schaufeln abgeführt, in dem die Schaufeln in ihrem Inneren einen Hohlraum aufweisen, der von Kühlluft durchströmt wird. Wird die Wandstärke der Schaufeln zu breit gewählt, so führt dies nachteilig zu einer hohen Temperatur der Schaufeln. Wird hingegen die Wandstärke zu schmal gewählt, so führt dies nachteilig zu einer nicht ausreichenden Festigkeit der Schaufeln.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Hohlschaufel für eine Strömungsmaschine zu schaffen, die eine hohe Festigkeit hat und mit der sich im Betrieb der Strömungsmaschine eine niedrige Temperatur der Hohlschaufel erreichbar ist.
Der erfindungsgemäße Hohlschaufelkörper für eine Hohlschaufel weist eine Schaufelwand mit einer Druckseite, die an ihrer Innenseite mindestens ein erstes Schaufelverbindungselement aufweist, und einer Saugseite auf, die an ihrer Innenseite mindestens ein dem ersten Schaufelverbindungselement gegenüberliegendes zweites Schaufelverbindungselement aufweist, wobei das erste Schaufelverbindungselement mit mindestens einem ersten Rippenverbindungselement, das an einem ersten Längsende einer Einsteckrippe) angeordnet ist, und das zweite Schaufelverbindungselement mit mindestens einem zweiten Rippenverbindungselement, das an einem dem ersten Längsende abgewandten zweiten Längsende der Einsteckrippe angeordnet ist, derart in Eingriff bringbar ist, dass die Einsteckrippe an dem Hohlschaufelkörper festgelegt ist und eine Versteifung der Hohlschaufel bewirkt.
Die erfindungsgemäße Einsteckrippe für eine Hohlschaufel weist mindestens ein erstes Rippenverbindungselement, das an mindestens einem ersten Längsende der Einsteckrippe angeordnet ist, und ein zweites Rippenverbindungselement auf, das an einem dem ersten Längsende abgewandten zweiten Längsende der Einsteckrippe angeordnet ist, wobei das erste Rippenverbindungselement mit mindestens einem an der Innenseite einer Druckseite einer Schaufelwand eines Hohlschaufelkörpers angeordneten ersten Schaufelverbindungselement und das zweite Rippenverbindungselement mit mindestens einem an der Innenseite einer Saugseite der Schaufelwand angeordneten zweiten Schaufelverbindungselement, das dem ersten Schaufelverbindungselement gegenüberliegend angeordnet ist, derart in Eingriff bringbar ist, dass die Einsteckrippe an dem Hohlschaufelkörper festgelegt ist und eine Versteifung der Hohlschaufel bewirkt.
Die erfindungsgemäße Hohlschaufel für eine Strömungsmaschine, weist den Hohlschaufelkörper und die Einsteckrippe auf, wobei das erste Schaufelverbindungselement mit dem ersten Rippenverbindungselement und das zweite Schaufelverbindungselement mit dem zweiten Rippenverbindungselement derart in Eingriff stehen, dass die Einsteckrippe an dem Hohlschaufelkörper festgelegt ist und eine Versteifung der Hohlschaufel bewirkt. Durch die Versteifung der Hohlschaufel mit der Einsteckrippe kann vorteilhaft eine hohe Festigkeit der Schaufel auch bei einer geringen Dicke der Schaufelwand erreicht werden. Dadurch und weil sich im Betrieb aufgrund der geringen Dicke niedrige Temperaturen für die Hohlschaufel erreichen lassen, hat die Hohlschaufel eine lange Lebensdauer. Weiterhin kann die Einsteckrippe aus einem anderen und kostengünstigeren Material als der Hohlschaufelkörper hergestellt sein, so dass die die Hohlschaufel vorteilhaft kostengünstig ist. Durch das Vorsehen der Einsteckrippe wird die innen liegende Oberfläche der Hohlschaufel vergrößert, wodurch eine größere Menge an Wärme mit einem in der Hohlschaufel strömenden Kühlfluid abführbar ist, als es ohne das Vorsehen der Einsteckrippe der Fall wäre. Der Hohlschaufelkörper und die Einsteckrippe werden in getrennten Herstellungsverfahren fertiggestellt, wodurch eine komplexere Geometrie der Einsteckrippe möglich ist als es der Fall wäre, wenn die Einsteckrippe zusammen mit dem Hohlschaufelkörper in einem einzigen Verfahrensschritt gegossen würde.
Es ist bevorzugt, dass mindestens eins der Schaufelverbindungselemente mindestens eine in die Schaufelwand eingebrachte Schaufelwandnut aufweist. Mindestens eins der Schaufelverbindungselemente weist bevorzugt mindestens einen von der Schaufelwand vorstehenden Schaufelvorsprung auf. Bei der Schaufelwandnut und dem Schaufelvorsprung lässt sich die Einsteckrippe beispielsweise durch ein einfaches Schieben in den Hohlschaufelkörper einbringen.
Es ist bevorzugt, dass das erste und das zweite Schaufelverbindungselement jeweils einen von der Schaufelwand vorstehenden Schaufelvorsprung aufweisen, der mit der Schaufelwand eine Nut begrenzt, wobei eine der beiden Nuten zur Vorderkante des Hohlschaufelkörpers hin offen ist und die andere der beiden Nuten zur Hinterkante des Hohlschaufelkörpers hin offen ist, so dass durch eine Drehbewegung der Einsteckrippe die Rippenverbindungselemente in Eingriff mit den Schaufelverbindungselementen bringbar sind. Die Einsteckrippe weist bevorzugt eine Drehachse sowie das erste und zweite Rippenverbindungselement weist bevorzugt jeweils einen Rippenvorsprung auf, wobei bei einer Drehbewegung der Einsteckrippe um die Drehachse in einer Drehrichtung die Rippenvorsprünge in ihrer Drehrichtung von der Einsteckrippe vorstehen, so dass mit der Drehbewegung die Rippenvorsprünge mit Nuten der Schaufelverbindungselemente in Eingriff bringbar sind. Durch das Drehen kann die Einsteckrippe selbst dann in den Eingriff mit dem Hohlschaufelkörper gebracht werden, wenn der Abstand von der Druckseite zu der Saugseite entlang der Schaufelhöhe variiert und somit ein Schieben der Einsteckrippe nicht erfolgen kann.
Der Hohlschaufelkörper weist bevorzugt eine sich von der Druckseite zur Saugseite erstreckende Schaufelrippe auf, so dass im Inneren des Hohlschaufelkörpers ein im Bereich der Vorderkante des Hohlschaufelkörpers angeordneter Vorderkantenkanal und ein im Bereich der Hinterkante angeordneter Hinterkantenkanal gebildet ist, wobei die Schaufelverbindungselemente im Vorderkantenkanal angeordnet sind. Im Betrieb der Strömungsmaschine kann eine Verbeulung der Vorderkante der Hohlschaufel erfolgen. Die Einsteckrippe im Vorderkantenkanal vorzusehen führt zu einer Versteifung der Vorderkante und unterbindet somit vorteilhaft die Verbeulung der Vorderkante.
Es ist bevorzugt, dass die Einsteckrippe mindestens zwei fest miteinander verbundene Querstege aufweist, die in Richtung von der Vorderkante zur Hinterkante der Hohlschaufel nebeneinander angeordnet sind, wobei an jedem der Längsenden der Querstege mindestens eins der Rippenverbindungselemente angeordnet ist. Indem die mindestens zwei Querstege mit jeweils zwei Rippenverbindungselementen vorgesehen sind, weist die bevorzugte Einsteckrippe mindestens vier Rippenverbindungselemente auf, die mit mindestens vier entsprechenden Schaufelverbindungselementen in Eingriff stehen. Dadurch ist eine besonders starke Versteifung der Hohlschaufel bewerkstelligbar.
Die Einsteckrippe ist bevorzugt durch ein Gießverfahren, durch Biegen eines Blechs, durch selektives Lasersintern und/oder selektives Laserschmelzen hergestellt. Bei dem selektiven Lasersintern und dem selektiven Laserschmelzen sind vorteilhaft geringe Fertigungstoleranzen und eine aufwändige Geometrie erzielbar. Bei dem Biegen eines Blechs handelt es sich vorteilhaft um ein einfaches Herstellungsverfahren.
Es ist bevorzugt, dass die in Eingriff mit den Rippenverbindungselementen stehenden Schaufelverbindungselemente eine Winkelverbindung, eine Schwalbenschwanzverbindung, eine Verzahnung und/oder eine Omegaverbindung bilden. Bei den genannten Verbindungen handelt es sich vorteilhaft um feste Verbindungen, die sich im Betrieb der Strömungsmaschine nicht lösen. Die Hohlschaufel weist bevorzugt ein eine Mehrzahl an Löchern aufweisendes Prallblech auf, das derart im Inneren der Hohlschaufel angeordnet ist, dass via die Löcher die Oberfläche der Einsteckrippe mit einem Kühlfluid anströmbar ist. Dadurch ist eine große Oberfläche der Hohlschaufel durch eine Prallkühlung kühlbar.
Im Folgenden wird anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

FIG 1: eine Hohlschaufel mit einer ersten Einsteckrippe,
FIG 2: eine Hohlschaufel mit einer zweiten Einsteckrippe,
FIG 3: eine Hohlschaufel mit einer dritten Einsteckrippe,
FIG 4: ein Detail der Figur 3,
FIG 5: ein Detail einer Hohlschaufel mit einer vierten Einsteckrippe,
FIG 6: ein Detail einer Hohlschaufel mit einer fünften Einsteckrippe,
FIG 7: ein Detail einer Hohlschaufel mit einer sechsten Einsteckrippe und
FIG 8: ein Detail einer Hohlschaufel mit einer siebten Einsteckrippe.

Wie es aus Figuren 1 bis 3 ersichtlich ist, weist eine Hohlschaufel 1 einen Hohlschaufelkörper und eine Einsteckrippe auf. Der Hohlschaufelkörper weist eine Schaufelwand 6 mit einer Außenseite 8 und einer Innenseite 9 auf. Die Innenseite 9 begrenzt einen innen liegenden Hohlraum des Hohlschaufelkörpers. Im Betrieb einer Strömungsmaschine, in der die Hohlschaufel 1 eingebaut ist, wird die Außenseite 8 von einem Arbeitsfluid der Strömungsmaschine angeströmt. Der Hohlschaufelkörper weist weiterhin eine in Stromaufrichtung des Arbeitsfluids gelegene Vorderkante 2 und eine in Stromabrichtung des Arbeitsfluids gelegene Hinterkante 3 auf. Zudem weist der Hohlschaufelkörper eine Druckseite 4 und eine Saugseite 5 auf.
Der Hohlschaufelkörper weist eine Schaufelrippe 7 auf, die sich von der Druckseite 4 zur Saugseite 5 erstreckt, so dass der Hohlraum der Hohlschaufel 1 aufgeteilt wird in einen im Bereich der Vorderkante 2 angeordneten Vorderkantenkanal 10 und einen im Bereich der Hinterkante 3 angeordneten Hinterkantenkanal 11.
Die Hohlschaufel 1 aus Figur 1 weist in ihrem Vorderkantenkanal 10 eine erste Einsteckrippe 12 und die Hohlschaufel 1 aus Figur 2 weist in ihrem Vorderkantenkanal 10 eine zweite Einsteckrippe 13 auf. Dazu weisen die Hohlschaufelkörper in Figuren 1 und 2 an der Druckseite 4 zwei Schaufelverbindungselemente und an der Saugseite 5 zwei Schaufelverbindungselemente in Form von in die Schaufelwand 6 eingebrachter Schaufelnuten 24 auf. Die Schaufelnuten 24 erstrecken sich in Richtung der Schaufelhöhe, so dass die erste Einsteckrippe 12 und die zweite Einsteckrippe 13 durch ein Schieben in der Richtung der Schaufelhöhe in den Hohlschaufelkörper eingebracht werden können.
Die erste Einsteckrippe 12 und die zweite Einsteckrippe 13 weisen zwei fest miteinander verbundene Querstege auf, die in Richtung von der Vorderkante 2 zur Hinterkante 3 der Hohlschaufel 1 nebeneinander angeordnet sind, wobei an jedem der Längsenden der Querstege mindestens eins der Rippenverbindungselemente angeordnet ist. Die Rippenverbindungselemente weisen jeweils einen Vorsprung auf, der von dem jeweiligen Quersteg vorsteht. Die Rippenverbindungselemente stehen mit jeweils einer der Schaufelwandnuten 24 in Eingriff.
Der erste Quersteg gemäß Figur 1 ist gebildet von einem ersten Endquersteg 20, an dessen einem Ende eins der in Eingriff mit der Saugseite 5 stehenden Rippenverbindungselemente angeordnet ist und an dessen anderem Ende ein erster Längssteg 21 fest angebracht ist, von einem zweiten Endquersteg 20, an dessen einem Ende eins der in Eingriff mit der Druckseite 4 stehenden Rippenverbindungselemente angeordnet ist und an dessen anderem Ende ein zweiter Längssteg 21 fest angebracht ist, und von einem Mittelquersteg 19, an dessen Längsenden der erste und zweite Längssteg 21 fest angebracht sind. Der zweite Quersteg 24 gemäß Figur 2 ist gebildet von einem dritten Endquersteg 20, an dessen einem Ende das andere der in Eingriff mit der Saugseite 5 stehende Rippenverbindungselemente angeordnet ist und an dessen anderem Längsende der erste Längsquersteg fest angebracht ist, von einem vierten Endquersteg 20, an dessen einem Ende das andere der in Eingriff mit der Druckseite 4 stehende Rippenverbindungselemente angeordnet ist und an dessen anderem Ende der zweite Längsquersteg 21 fest angebracht ist, und von dem Mittelquersteg 19.
Die beiden Querstege gemäß Figur 2 sind gebildet von einem ersten Quersteg 22 und einem zweiten Quersteg 22. Die zweite Einsteckrippe 13 weist weiterhin einen Längssteg 23 auf, dessen Längsenden fest mit dem ersten Quersteg 22 und dem zweiten Quersteg 22 verbunden sind. Wie es aus Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, ist jeder der beiden Vorderkantenkanäle 10 durch die jeweilige Einsteckrippe 12, 13 in vier Teilkanäle unterteilt. In jeden der Teilkanäle ist jeweils ein ringförmiges Prallblech 34 mit jeweils einer Mehrzahl an Löchern eingebracht, so dass alle innen liegenden Oberflächen der Hohlschaufeln 1 durch ein Kühlfluid, welches sich im Inneren der ringförmigen Prallbleche 34 befindet, senkrecht anströmbar sind.
Der Hohlschaufelkörper gemäß Figur 3 weist als Schaufelverbindungselemente einen an der Saugseite 5 angebrachten ersten Schaufelvorsprung 26a und einen an der Druckseite 4 angebrachten zweiten Schaufelvorsprung 26b auf. Der erste Schaufelvorsprung 26a begrenzt mit der saugseitigen Schaufelwand 6 eine erste Nut 36 und der zweite Schaufelvorsprung 26b begrenzt mit der druckseitigen Schaufelwand 6 eine zweite Nut 37. Die erste Nut 36 ist zur Vorderkante 2 hin offen und die zweite Nut 37 ist zur Hinterkante 3 hin offen. Die Hohlschaufel 1 gemäß Figur 3 weist eine dritte Einsteckrippe 14 auf, die einen Quersteg 25 sowie als Rippenverbindungselemente einen ersten Rippenvorsprung 38 und einen zweiten Rippenvorsprung 39 aufweist. Der erste Rippenvorsprung 38 steht von der dritten Einsteckrippe 14 in Richtung zu der Hinterkante 3 vor und der zweite Rippenvorsprung 39 steht von der dritten Einsteckrippe 14 in Richtung zu der Vorderkante 2 vor. Dadurch ist erreicht, dass durch eine Drehbewegung der dritten Einsteckrippe 14 um eine Drehachse 35 in einer Drehrichtung 40 der erste Rippenvorsprung 38 mit der ersten Nut 36 und gleichzeitig der zweite Rippenvorsprung 39 mit der zweiten Nut 37 in Eingriff bringbar ist.
Figur 4 zeigt in einer Vergrößerung den ersten Schaufelvorsprung 26a und den ersten Rippenvorsprung 38 aus Figur 3. Der erste Schaufelvorsprung 26a bildet zusammen mit dem ersten Rippenvorsprung 38 eine Winkelverbindung. Dazu hat der erste Schaufelvorsprung 26a die Form eines rechten Winkels, den die dritte Einsteckrippe 14 umgreift. Figur 5 zeigt eine Hohlschaufel 1 mit einer vierten Einsteckrippe 15, die in Eingriff mit einem von der Schaufelwand 6 vorstehenden dritten Schaufelvorsprung 27 steht. Die vierte Einsteckrippe 15 bildet mit dem dritten Schaufelvorsprung 27 ebenfalls eine Winkelverbindung. Diese unterscheidet sich von der Winkelverbindung gemäß Figur 4 darin, dass der dritte Schaufelvorsprung 27 an dem freiliegenden Ende des rechten Winkels einen weiteren rechten Winkel aufweist, so dass der dritte Schaufelvorsprung 27 eine zur Schaufelwand 6 offene Nut aufweist, in die die vierte Einsteckrippe 15 eingreift.
Figur 6 zeigt eine Hohlschaufel 1 mit einer fünften Einsteckrippe 16. Als Schaufelverbindungselement weist der Hohlschaufelkörper einen vierten Schaufelvorsprung 28 auf und als Rippenverbindungselement weist die fünfte Einsteckrippe 16 eine schwalbenschwanzförmige Nut auf, die zusammen eine Schwalbenschanzverbindung bilden. Dazu weist der vierte Schaufelvorsprung 28 einen Schwalbenschwanz auf, der in die schwalbenschwanzförmige Nut der fünften Einsteckrippe 16 eingreift. Dabei ist es ebenso denkbar, dass die fünfte Einsteckrippe 16 einen Schwalbenschwanz aufweist, der in eine Nut des Hohlschaufelkörpers eingreift.
Figur 7 zeigt eine Hohlschaufel 1 mit einer sechsten Einsteckrippe 17. Als Schaufelverbindungselement weist der Hohlschaufelkörper einen fünften Schaufelvorsprung 29 auf, der die Form eines rechteckigen Winkels hat und an dessen der Innenseite 9 gegenüberliegenden Fläche Zähne angeordnet sind. Als Rippenverbindungselement weist die sechste Einsteckrippe 17 einen Vorsprung auf, an dem ebenfalls Zähne angeordnet sind. Die Zähne der sechsten Einsteckrippe 17 und die Zähne des fünften Schaufelvorsprungs 29 greifen ineinander und bilden dadurch eine Verzahnung. Die Zähne der sechsten Einsteckrippe 17 und des fünften Schaufelvorsprungs 29 sind dabei derart geformt, dass beim in Eingriff stehen eine Relativbewegung der sechsten Einsteckrippe 17 und des fünften Schaufelvorsprungs 29 in einer Richtung von der Druckseite 4 zur Saugseite 5 nicht ermöglicht ist. Gleichzeitig ist eine Relativbewegung in Richtung von der Vorderkante 2 zur Hinterkante 3 ermöglicht, so dass die Zähne in Eingriff bringbar sind. Indem die Relativbewegung von der Druckseite zur Saugseite unterbunden ist, ist es ermöglicht, dass zwischen der sechsten Einsteckrippe 17 und der Schaufelwand 6 ein Spalt ausgebildet sein kann.
Figur 8 zeigt eine Hohlschaufel 1 mit einer siebten Einsteckrippe 18. Als Schaufelverbindungselement weist der Hohlschaufelkörper einem sechsten Schaufelvorsprung 30 auf und als Rippenverbindungselement weist die siebte Einsteckrippe 18 eine Nut auf, die zusammen eine Omegaverbindung bilden. Dazu hat der sechste Schaufelvorsprung 30 die Form eines rechten Winkels, an dessen freistehendem Ende eine Verdickung angeformt ist. Die Verdickung greift in die Nut der siebten Einsteckrippe 18 ein. Dabei ist es ebenso denkbar, dass die siebte Einsteckrippe 18 an ihrem Ende eine Verdickung aufweist, die in eine Nut des Hohlschaufelkörpers eingreift.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Hohlschaufelkörper für eine Hohlschaufel (1),
mit einer Schaufelwand (6) mit einer Druckseite (4), die an ihrer Innenseite (9) mindestens ein erstes Schaufelverbindungselement aufweist, und einer Saugseite (5), die an ihrer Innenseite (9) mindestens ein dem ersten Schaufelverbindungselement gegenüberliegendes zweites Schaufelverbindungselement aufweist,
wobei das erste Schaufelverbindungselement mit mindestens einem ersten Rippenverbindungselement, das an einem ersten Längsende einer Einsteckrippe (12 bis 18) angeordnet ist, und das zweite Schaufelverbindungselement mit mindestens einem zweiten Rippenverbindungselement, das an einem dem ersten Längsende abgewandten zweiten Längsende der Einsteckrippe (12 bis 18) angeordnet ist, derart in Eingriff bringbar ist, dass die Einsteckrippe (12 bis 18) an dem Hohlschaufelkörper festgelegt ist und eine Versteifung der Hohlschaufel (1) bewirkt.
Hohlschaufelkörper gemäß Anspruch 1,
wobei mindestens eins der Schaufelverbindungselemente mindestens eine in die Schaufelwand (6) eingebrachte Schaufelwandnut (24) aufweist.
Hohlschaufelkörper gemäß Anspruch 1 oder 2,
wobei mindestens eins der Schaufelverbindungselemente mindestens einen von der Schaufelwand (6) vorstehenden Schaufelvorsprung (26 bis 30) aufweist.
Hohlschaufelkörper gemäß Anspruch 3,
wobei das erste und das zweite Schaufelverbindungselement jeweils einen von der Schaufelwand (6) vorstehenden Schaufelvorsprung aufweisen, der mit der Schaufelwand (6) eine Nut (36, 37) begrenzt,
wobei eine der beiden Nuten (36, 37) zur Vorderkante (2) des Hohlschaufelkörpers hin offen ist und die andere der beiden Nuten (36, 37) zur Hinterkante (3) des Hohlschaufelkörpers hin offen ist, so dass durch eine Drehbewegung der Einsteckrippe (12 bis 18) die Rippenverbindungselemente in Eingriff mit den Schaufelverbindungselementen bringbar sind.
Hohlschaufelkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4,
wobei der Hohlschaufelkörper eine sich von der Druckseite (4) zur Saugseite (5) erstreckende Schaufelrippe (7) aufweist, so dass im Inneren des Hohlschaufelkörpers ein im Bereich der Vorderkante (2) des Hohlschaufelkörpers angeordneter Vorderkantenkanal (10) und ein im Bereich der Hinterkante (3) angeordneter Hinterkantenkanal (11) gebildet ist, wobei die Schaufelverbindungselemente im Vorderkantenkanal (10) angeordnet sind.
Einsteckrippe für eine Hohlschaufel (1),
mit mindestens einem ersten Rippenverbindungselement, das an mindestens einem ersten Längsende der Einsteckrippe (12 bis 18) angeordnet ist, und einem zweiten Rippenverbindungselement, das an einem dem ersten Längsende abgewandten zweiten Längsende der Einsteckrippe (12 bis 18) angeordnet ist,
wobei das erste Rippenverbindungselement mit mindestens einem an der Innenseite (9) einer Druckseite (4) einer Schaufelwand (6) eines Hohlschaufelkörpers (1) angeordneten ersten Schaufelverbindungselement und das zweite Rippenverbindungselement mit mindestens einem an der Innenseite (9) einer Saugseite (4) der Schaufelwand (6) angeordneten zweiten Schaufelverbindungselement, das dem ersten Schaufelverbindungselement gegenüberliegend angeordnet ist, derart in Eingriff bringbar ist, dass die Einsteckrippe (12 bis 18) an dem Hohlschaufelkörper festgelegt ist und eine Versteifung der Hohlschaufel (1) bewirkt.
Einsteckrippe gemäß Anspruch 6,
wobei die Einsteckrippe eine Drehachse sowie das erste und zweite Rippenverbindungselement jeweils einen Rippenvorsprung (38, 39) aufweisen,
wobei bei einer Drehbewegung der Einsteckrippe (12 bis 18) um die Drehachse in einer Drehrichtung die Rippenvorsprünge (38, 39) in ihrer Drehrichtung von der Einsteckrippe (12 bis 18) vorstehen, so dass mit der Drehbewegung die Rippenvorsprünge (38, 39) mit Nuten (36, 37) der Schaufelverbindungselemente in Eingriff bringbar sind.
Einsteckrippe gemäß einem Anspruch 6 oder 7,
wobei die Einsteckrippe (12, 13) mindestens zwei fest miteinander verbundene Querstege (19, 20, 22) aufweist, die in Richtung von der Vorderkante (2) zur Hinterkante (3) der Hohlschaufel (1) nebeneinander angeordnet sind,
wobei an jedem der Längsenden der Querstege (19, 20, 22) mindestens eins der Rippenverbindungselemente angeordnet ist.
Einsteckrippe gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8,
wobei die Einsteckrippe durch ein Gießverfahren, durch Biegen eines Blechs, durch selektives Lasersintern und/oder selektives Laserschmelzen hergestellt ist.
Hohlschaufel für eine Strömungsmaschine,
mit einem Hohlschaufelkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 und einer Einsteckrippe (12 bis 18) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9,
wobei das erste Schaufelverbindungselement mit dem ersten Rippenverbindungselement und das zweite Schaufelverbindungselement mit dem zweiten Rippenverbindungselement derart in Eingriff stehen, dass die Einsteckrippe (12 bis 18) an dem Hohlschaufelkörper festgelegt ist und eine Versteifung der Hohlschaufel (1) bewirkt.
Hohlschaufel gemäß Anspruch 10,
wobei die in Eingriff mit den Rippenverbindungselementen stehenden Schaufelverbindungselemente eine Winkelverbindung, eine Schwalbenschwanzverbindung, eine Verzahnung und/oder eine Omegaverbindung bilden.
Hohlschaufel gemäß Anspruch 10 oder 11,
wobei die Hohlschaufel (1) ein eine Mehrzahl an Löchern aufweisendes Prallblech aufweist, das derart im Inneren der Hohlschaufel (1) angeordnet ist, dass via die Löcher die Oberfläche der Einsteckrippe (12 bis 18) mit einem Kühlfluid anströmbar ist.